NL7908329A

NL7908329A - ELECTRON CATCH DETECTOR FOR ANALYSIS OF SUBSTANCES IN A GAS FLOW.

Info

Publication number: NL7908329A
Application number: NL7908329A
Authority: NL
Original assignee: Erba Strumentazione
Priority date: 1978-11-20
Filing date: 1979-11-14
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2944259A1; BE880058A; IT7823331V0; JPS5582048A; GB2042253A; FR2441846A1

Description

v 793513/Ke/EB *.v 793513 / Ke / EB *.

-1--1-

Aanvraagster: CARLO ERBA STRUMENTAZIONE S.p.A. te Rodcno, Italië Korte aanduiding : Elektronenvanastdetektor voor analyse van stoffen in een gasstroom.Applicant: CARLO ERBA STRUMENTAZIONE S.p.A. in Rodcno, Italy Short designation: Electron-proof detector for analysis of substances in a gas flow.

5 Door aanvraagster worden als uitvinders genoemd: Giorgio Sisti en Giuseppe Verga.5 The Applicant lists as inventors: Giorgio Sisti and Giuseppe Verga.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting, in het algemeen detektor genaamd, voor het uitvoeren van de analyse van stoffen in een gasstroom, volgens het principe van de 10 elektronenvangst, welke inrichting van het type is waarin de verandering van de elektronenstroom wordt vastgelegd tussen twee elektroden bij het passeren van een stof die elektronen vangt in een gasstroom, waarbij een van deze elektroden wordt gevormd door een radioaktieve bron, terwijl de andere een elektrode is, bij-15 voorbeeld een steelelektrode, die de gasstroom opneemt welke door de kamer is gegaan.The invention relates to a device, generally called a detector, for carrying out the analysis of substances in a gas flow, according to the principle of the electron capture, which device is of the type in which the change of the electron flow is recorded between two electrodes when passing a substance that captures electrons in a gas stream, one of these electrodes being a radioactive source, the other being an electrode, for example a stem electrode, which picks up the gas stream that has passed through the chamber .

De theoretische beginselen en de manier van werken van deze elektronenvangstdetektors zijn bekend en zullen hier niet worden herhaald. Wat essentieel is voor de beschrijving van de 20 uitvinding is dat deze inrichtingen werken dankzij het gebruik van een radioaktieve bron, meestal of zelfs uitsluitend van Ni 63, welke ondergebracht is in het omhulsel van de inrichting, op geschikte wijze beschermd ter voorkoming van het gevaar van verontreiniging van de omgeving, en waardoorheen de gasstroom loopt 25 waarin zich de te analyseren stoffen bevinden. Deze inrichtingen zijn bekend en worden alom gebruikt, maar er is opgemerkt dat na een min of meer lang gebruik de onvermijdelijk in de door de inrichting stromende gassen aanwezige verontreinigingen een neerslag vormen op de beide elektroden, en speciaal op de elektrode 30 die de radiocktieve bron vormt, met als gevolg dat er een isolerende laag ontstaat die een negatieve invloed heeft op de nauwkeurigheid en de gevoeligheid van de inrichting. Onder deze omstandigheden moet dan ook de detektor uit elkaar genomen worden om de elektroden te bereiken en ze schoon te maken. Uiteraard 35 brengt deze operatie, hoewel hij op zich zelf niet bijzonder ingewikkeld is, verschillende problemen met zich mee door de aanwezigheid van een radioaktieve bron, zodat men dus onder zodanige 790 8 3 29 J.The theoretical principles and mode of operation of these electron-capture detectors are known and will not be repeated here. What is essential to the description of the invention is that these devices operate appropriately protected to prevent the hazard through the use of a radioactive source, usually or even exclusively of Ni 63 contained within the casing of the device. contamination of the environment, and through which flows the gas flow containing the substances to be analyzed. These devices are known and widely used, but it has been noted that after a somewhat longer use, the impurities inevitably present in the gases flowing through the device deposit on both electrodes, and especially on the electrode 30 which is the radioactive source. resulting in an insulating layer that adversely affects the accuracy and sensitivity of the device. Under these circumstances, therefore, the detector must be disassembled to reach and clean the electrodes. Obviously, although this operation is not particularly complicated in itself, this operation poses various problems due to the presence of a radioactive source, so that such a 790 8 3 29 J.

-2- omstandigheden moet werken dat elke mogelijke verontreiniging van zaken of personen wordt voorkomen. Deze behandeling moet dan ook worden uitgevoerd door hoog gespecialiseerd personeel, onder bijzondere omstandigheden van afscherming van mogelijke door de bron 5 afgeceven straling.-2- conditions must work to prevent any possible contamination of things or persons. This treatment must therefore be carried out by highly specialized personnel, under special conditions of shielding from possible radiation emitted by the source 5.

De uitvinding beoogt dan ook een detektor van het genoemde type en van die konstruktie te verschaffen waarmee de genoemde bezwaren worden voorkomen, of tenminste vergaand worden gereduceerd, met als gevolg dat de frequentie van de noodzakelijke 10 schoonmaakoperaties van de elektrode die de radioaktieve bron vormt tot nul wordt teruggebracht of aanzienlijk wordt verlaagd.The object of the invention is therefore to provide a detector of the said type and of that construction with which the said drawbacks are prevented or at least drastically reduced, with the result that the frequency of the necessary cleaning operations of the electrode constituting the radioactive source is zero is reduced or significantly reduced.

Volgens de uitvinding wordt een detektor van het bovengenoemde type verschaft die zich onderscheidt doordat de tweede elektrode of steelelektrode ervan ondergebracht is in een - 15 zitting die gekeerd is naar de kamer die de eerste elektrode vormt en toegankelijk is voor snelle demontage vanaf de zijde die van de kamer afgekeerd is, zodat men niet bij de radioaktieve kamer komt. Met andere woorden: volgens de uitvinding heeft de voorgestelde detektor een konstruktie waarbij de steelelektrode, die op zich 20 zelf niet radioaktief is, uit de inrichting verwijderd kan worden zonder dat daarbij de andere elektrode betrokken is die de radioaktieve bron vormt, en vooral zonder enig gevaar voor radioaktieve verontreiniging voor de bedieningsman die de demontage moet uitvoeren of voor het milieu.According to the invention, there is provided a detector of the above type which is distinguished in that its second electrode or stem electrode is housed in a seat facing the chamber constituting the first electrode and accessible for rapid disassembly from the side of the room is turned away, so that one does not get to the radioactive room. In other words, according to the invention, the proposed detector has a construction in which the stem electrode, which per se is not radioactive, can be removed from the device without involving the other electrode constituting the radioactive source, and especially without any danger of radioactive contamination for the operator who must carry out the dismantling or for the environment.

25 Hierdoor kan het aantal aan de radioaktieve kamer benodigde handelingen aanzienlijk worden verlaagd. Volgens een verdere maatregel van de uitvinding kan dit aantal handelingen nog verder worden verlaagd en praktisch geheel worden geëlimineerd door een bijzondere vormgeving van de lijn die de gasstroom tijdens de 30 analyse volgt, en in het bijzonder dankzij een karakteristieke vormgeving en konstruktie van de tweede elektrode of steelelektrode, zodat de gasstroom in hoofdzaak alleen deze tweede elektrode bereikt en de meeste of alle aanwezige verontreinigingen daarop afzet.The number of operations required for the radioactive chamber can hereby be considerably reduced. According to a further measure of the invention, this number of operations can be further reduced and practically eliminated by a special design of the line that follows the gas flow during the analysis, and in particular thanks to a characteristic design and construction of the second electrode. or stem electrode, so that the gas flow reaches substantially only this second electrode and deposits most or all of the contaminants present thereon.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de 35 hand van de bijgaande tekening.The invention will be explained below with reference to the appended drawing.

Fig. 1 is een gedeeltelijke doorsnede die een detektor volgens de uitvinding toont; 790 83 29 -3- * A -fFig. 1 is a partial sectional view showing a detector according to the invention; 790 83 29 -3- * A -f

Fig. 2 is een doorsnede overeenkomend met die von fig. 1 waarin de voor het demonteren van de steelelektrode te verwijderen onderdelen uiteengenomen zijn getekend;Fig. 2 is a sectional view similar to that of FIG. 1 in which the parts to be removed for disassembling the stem electrode are shown exploded;

Fig. 3 is een doorsnede op grotere schaal van een 5 detail waaruit de onderlinge positie van de twee elektroden blijkt.Fig. 3 is an enlarged sectional view of a detail showing the relative position of the two electrodes.

De elektronenvangstdetektor wordt in hoofdzaak gevormd door een gesloten omhulsel 10 waardoorheen een gasstroom loopt die de te onderzoeken stoffen bevat, welke gasstroom ingébracht wordt door middel van een inlaat 12 en afgevoerd door middel 10 van een uitlaat 14. Langs de baan van de gasstroom binnen de inrichting bevinden zich twee elektroden, een eerste elektrode 16 die in hoofdzaak bestaat uit een kamer, bijvoorbeeld cylindrisch, waarvan de wanden een radioaktieve bron dragen, in het bijzonder van Ni 63, en een tweede elektrode 18, bijvoorbeeld een steelelek-15 trode, terwijl de beide elektroden door verbindingsleidingen en elektrische kontaktmiddelen 20 en 22 verbonden zijn met een telen detektie-inrichting die niet in bijzonderheden is weergegeven.The electron capture detector is mainly formed by a closed envelope 10 through which flows a gas stream containing the test substances, which gas stream is introduced through an inlet 12 and discharged through an outlet 14. Along the path of the gas stream within the The device contains two electrodes, a first electrode 16 which mainly consists of a chamber, for example cylindrical, the walls of which carry a radioactive source, in particular Ni 63, and a second electrode 18, for example a steel electrode, while the two electrodes are connected by connecting lines and electrical contact means 20 and 22 to a cultivation detection device which is not shown in detail.

De radioaktieve kamer 16, die van binnen hol is en door middel van een kanaal 24 verbonden is met de inlaat 12, is 20 naar buiten afgeschermd door middel van een eerste U-vormig blok 26, bestaande uit metaal, waarmee een kontaktelement 28 is verbonden dat aansluit op de geleider 20, terwijl het blok 26 door een eerste isolerend tussenstuk 32 gescheiden is van een tweede blok 30, dat als uitwendige ondersteuning dient, en dat bestaat 25 uit metaal en geschikt gevormd is.The radioactive chamber 16, which is hollow inside and connected by means of a channel 24 to the inlet 12, is shielded outwards by a first U-shaped block 26, consisting of metal, to which a contact element 28 is connected. which connects to the conductor 20, while the block 26 is separated by a first insulating spacer 32 from a second block 30, which serves as an external support, and which consists of metal and is suitably formed.

Een tweede isolerend inzetstuk 34 scheidt het kon-takt 28 van het buitenblok 30. Het U-vormige blok 26, het isolerende inzetstuk 32 en het buitenblok 30 zijn doorboord zodat een inlaatkanaal 24 wordt gevormd.A second insulating insert 34 separates contact 28 from outer block 30. U-shaped block 26, insulating insert 32 and outer block 30 are pierced to form an inlet channel 24.

30 Benedenstrooms ten opzichte van de gasstroming wordt de radioaktieve kamer 16 begrensd door een tweede isolerend element 36, waarop een metalen plaat 38 een tweede kontaktelement 40 opneemt dat verbonden is met de geleider 22 en geïsoleerd is van het blok 30, zoels cangeduid door 42. De metalen plaat 38 neemt zonder 35 onderling elektrisch kontakt de tweede elektrode 18 op, waarvan de konstruktie en de vormgeving nog nader zullen worden behandeld.Downstream of the gas flow, the radioactive chamber 16 is bounded by a second insulating element 36, on which a metal plate 38 receives a second contact element 40 connected to the conductor 22 and insulated from the block 30, as indicated by 42. The metal plate 38, without electrical contact, receives the second electrode 18, the construction and design of which will be discussed further.

Achter de metaalplaat 38 wordt deze door een volgend isolerend element 42 cescheiden van een in hoofdzeak Y-vormic 790 83 29Behind the metal plate 38 it is separated by a further insulating element 42 from a mainly Y-shaped 790 83 29

JJ

A ' ...A ' ...

r -4- geleidingselement 44 van metaal, dat een opening 46 heeft welke zo is gevormd dat de gasstroom geleid wordt naar een uitiaatkanaal 48. Het element 44 wordt in de juiste stand gehouden door middel van een Belleville ring 50, die op zijn beurt vastgezet is door 5 een afdichtelement 52 dat bij 54 op het lichaam 30 geschroefd is. Het kanaal 48 voert naar een pijp 56 die steekt door een opening in het afdichtingselement 52.r-4 metal guiding element 44, which has an opening 46 formed so that the gas flow is directed to an outlet channel 48. The element 44 is held in position by means of a Belleville ring 50, which in turn is fixed through 5 is a sealing element 52 screwed to body 30 at 54. The channel 48 leads to a pipe 56 which extends through an opening in the sealing element 52.

Zoals in meer bijzonderheden blijkt uit fig. 2 en 3 wordt de steelelektrode 18 gevormd door een langwerpig element 10 met een gedeeltelijk van draad voorziene buitenzijde, aangeduid door 58, en een kop 60 met een zaagsnede voor het insteken van een geschikt gereedschap, bijvoorbeeld een schroevendraaier, zodat het kan worden gemonteerd en gedemonteerd door het van draad voorziene deel 58 te schroeven in een van overeenkomstig draad voorziene 15 holte 64 in plaat 38.As shown in more detail in Figs. 2 and 3, the stem electrode 18 is formed by an elongated element 10 with a partially threaded exterior, indicated by 58, and a head 60 with a saw cut for inserting a suitable tool, e.g. screwdriver so that it can be assembled and disassembled by screwing the threaded portion 58 into a correspondingly threaded cavity 64 in plate 38.

Zoals blijkt uit fig. 3 heeft de elektrode 18 een kanaaivormige inwendige opening 66 waardoor de gasstroom, die door de kamer 16 gegaan is, wordt geleid. Daartoe steekt het einde van de elektrode 18 luchtdicht door een geschikte opening 68 uit ten 20 opzichte van het isolerende element 36.As shown in Fig. 3, the electrode 18 has a channel-shaped internal opening 66 through which the gas flow which has passed through the chamber 16 is conducted. To this end, the end of the electrode 18 projects airtightly through a suitable opening 68 relative to the insulating element 36.

Zoals blijkt uit fig. 2 kan de demontage van de elektrode 18 zeer snel en gemakkelijk worden uitgevoerd door het wegnemen van het deksel 52 en het achtereenvolgens verwijderen van de Belleville ring 50 en het geleidingsstuk 44 om, met behulp van 25 een schroevendraaier, toegang te krijgen tot de kop 60 van de elektrode 18 om deze uit de van draad voorziene zitting 64 te draaien en voor het reinigen uit de inrichting te verwijderen. Uiteraard wordt de montage van de onderdelen in omgekeerde volgorde uitgevoerd en met de zelfde bijzonder eenvoudige handelingen.As can be seen from Figure 2, the removal of the electrode 18 can be performed very quickly and easily by removing the cover 52 and successively removing the Belleville ring 50 and the guide piece 44 to access with the aid of a screwdriver. up to the head 60 of the electrode 18 to rotate it from the threaded seat 64 and remove it from the device for cleaning. Of course, the assembly of the parts is done in reverse order and with the same very simple operations.

30 In elk geval is het van belang dat deze elektrode uit zijn zitting verwijderd kan worden zonder de noodzaak van toegang tot de radio-aktieve kamer 16, en zonder de noodzaak van het treffen van de anders noodzakelijke voorzorgen.In any case, it is important that this electrode can be removed from its seat without the need for access to the radioactive chamber 16, and without the need to take the otherwise necessary precautions.

Door de aanwezigheid van het kanaal 66 dat axiaal 35 door de elektrode 18 loopt kan een voorkeursstroming worden opgewekt voor de gasstroom vanuit het kanaal 24 door de kamer 16 en binnen de doorlaat 66, zodanig dat het mogelijk is om door deze stroom meegevoerde verontreinigingen met een grote mate van voorkeur 790 0 3 29Due to the presence of the channel 66 which runs axially through the electrode 18, a preferred flow can be generated for the gas flow from the channel 24 through the chamber 16 and within the passage 66, such that it is possible to remove impurities entrained by this current with a great preference 790 0 3 29

VV

-5- te doen afzetten op de elektrode 18, in de buurt van het uiteinde daarvan en de binnenwanden van de leiding 66, waarbij de wanden van de kamer 16 in het geheel niet of slechts in geringe mate worden geraakt, zodat de noodzaak van het inwendig reinigen van de 5 kamer 16 een zeer lange tijd kan worden uitgesteld .To deposit on the electrode 18, near its end and the inner walls of the conduit 66, not hitting the walls of the chamber 16 at all or only slightly so that the need for the internal cleaning of the chamber 16 can be delayed for a very long time.

Zoals bekend is worden deze inrichtingen zodanig verhit dat ze werken bij streng beheerste temperatuur, en voor dat doel wordt een elektronisch in werking gestelde temperatuurregel-inrichting 70 gebruikt, welke inrichting de temperatuur regelt van 10 een mantel 72 die het blok 30 omgeeft en warmte doorlaat naar de elektroden; in het bijzonder wordt warmte naar de elektrode 13 doorgelaten door geleiding in het aanrakingsgebied tussen de elektrode en de plaat 38.As is known, these devices are heated to operate at a strictly controlled temperature, and for that purpose an electronically actuated temperature control device 70 is used, which controls the temperature of a jacket 72 surrounding the block 30 and transmitting heat to the electrodes; in particular, heat is transferred to the electrode 13 by conduction in the contact area between the electrode and the plate 38.

Volgens de uitvinding is het aldus mogelijk gebleken 15 om een detektie-inrichting te verkrijgen waarbij het niet noodzakelijk is om in de radioaktieve kamer te komen, en waarbij alleen ongevaarlijke onderdelen van de inrichting moeten worden schoongemaakt, en waarbij verder de mogelijkheid van afzetting van verontreinigingen in hoofdzaak wordt geconcentreerd op de elektrode 20 die niet de radioaktieve bron vormt, zodat die dus kan worden behandeld en uit de inrichting verwijderd zonder enig gevaar voor de bedieningsman.According to the invention, it has thus proved possible to obtain a detection device in which it is not necessary to enter the radioactive chamber, and in which only non-hazardous parts of the device have to be cleaned, and in which the possibility of depositing contaminants is furthermore substantially concentrates on the electrode 20 which does not form the radioactive source, so that it can be treated and removed from the device without any danger to the operator.

790 83 29790 83 29

Claims

1. Apparatus for analyzing substances in a gas flow by electron capture, which is of the type in which the changes in the electron flow between two electrodes are observed when an electron trapping substance passes in a gas flow, one of the electrodes being formed by a chamber the walls of which carry a radioactive source, while the other electrode receives the gas flow which has passed through the ionization chamber, characterized in that the second electrode is housed in a seat facing the first electrode constituting the chamber and is accessible from the side facing the chamber so that it can be quickly disassembled without involving the radioactive chamber.

2. Device according to claim 1, characterized in that the second electrode is removably attached to a metal support plate which transmits the electrical signal and is protected against the radioactive chamber by means of at least one screen provided with a passage for the radioactive chamber. second electrode, which electrode is accessible on the other side of the chamber by removing parts which cover it and which form a gas outlet conduit.

3. Device according to claim 2, characterized in that the second electrode is screwed into the metal support plate and fits tightly into the passage in the screen which forms a shield on the side of the radioactive chamber, and in that the second electrode has a continuous bore that is oriented substantially with respect to the gas inlet and outlet lines.

4. Device according to claim 3, characterized in that the second electrode is axially pierced.

5. Device as claimed in any of the claims 2-4, characterized in that the two electrodes are heated by means of a jacket that is suitable for transferring heat to the second electrode via the support plate. 790 83 29